Устройство для долива скважины жидкостью

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 0708 Я 1 (21) 3325062/22-03 И) М. Ки.з Е 21 В 21/08 сприсоединением заявки Йо -Государственный комитет СССР по делам изобретений и. открытий(23) Приоритвт -Опубликовано 30,1282. Бюллетень М 48 РЗ) УДК 622. 243, . 13(088, 8) Дата опубликования описания 03.01.83(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЛИВА СКВАЖИНЫ ЖИДКОСТЬЮ Изобретение относится к нефтега" зодобывающей промышленности, в частности к области, связанной с предот- вращением снижения гидростатического давления на пласт, приводящего к выбросам и газонефтеводопроявлениям при подъеме инструмента иэ скважины при бурении, текущем и капитальном ремонте нефтяных, газовых и газоконденоатных скважин путем долива .жидкости в последнвяо.Известно устройство для долива скважины при .подъеме бурового инстру мента, состоящее из бака с расположенным в нем цилиндром с двумя отверстиями, в котором перемещается плунжер-золотник, приводимый в движение пневмоцилиндром, включаемым с помощью реверсивного пневмопереключателя 1).Недостатками данного устройства являются невозможность дозировки объема раствора в зависимости от на. ружного и внутреннего диаметров труб и длины свечи, сложность изготовления золотникового клапана и отсутствие принудительной продавки жидкости воздухом.Известно также устройство для долива скважины жидкостью, состоящее из доэировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов,сливной линии, соединенной с устьем 5 скважины, и системы пневмоуправления 2 .Процесс долива жидкости в скважину с помощью устройства из дозировочной емкости осуществляется под 10 давлением сжатого отработанного воздуха, Дозировочная емкость снабженавсасывающим и нагнетательным клапа"нами. Через всасывающий клапан жидкость поступает в дозировочную емкость иэ емкости для долива самотеком.После заполнения дозировочной емкости всасывающий клапан закрывается и открывается нагнетательный,при этом жидкость принудительно поступает в затрубное пространствоскважины.Однако это устройство не обеспечивает надежного долива жидкостив скважину при подъеме инструмента,вследствие чего происходит резкоеснижение уровня промывочной жидкости в ней. Причиной этого являетсяпоявление "поршневого" эффекта, Физическую сущность последнего можнообъяснить следукщим образом. Приподъеме инструмента вокруг долотаобразуется глинистый сальник или выбуренная порода, уменьшается зазормежду долотом и стенкой скважины,образуя своего рода поршень (то жесамое происходит при подъеме насоснбкомпрессорных труб с пакером), переметающийся в скважине вверх, 1 дескважина является цилиндром. Обследование открыто фонтанирующих скважин показало, что в 20 случаев газо 10проявлению скважин предшествовал"поршневой" эффект. Это объясняетсятем, что при "поршневании" под долотом (или пакером) возникает разряжение, которое вызывает приток жидкости из пласта в скважину. Явлениееще более усугубляется в случаезабивания отверстий долота продукци"ей разбуренной породы. В этом случае столб жидкости в затрубном пространстве бурильных труб не будетпроникать в нижнюю часть скважииыи заполнять ее, что еще более будетспособствовать проявлению скважины.Цель изобретения - повышение надежности долива при подъеме бурильных или насосно-компрессорных труб,а также определение момента проявления скважины.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для долива скважины жидкостью, состоящее из дозировочной емкости, всасывающего инагнетательного клапанов, сливнойлинии, соединенной с устьем скважины, и системы пневмоуправления,снабжено герметизирующим устье скважины полым корпусом с самоуплотняющейся манжетой, соединенным сдозировочной емкостью и расположенным наустье скважины концентрично бурильным или насосно-компрессорным трубам,и двумя или более обратными клапанами, установленными на бурильныхили насосно-компрессорных трубахи.за соединяющими затрубное пространство с внутритрубным.Для определения момента проявления скважины устройство снабженоустановленным на корпусе стояком сподпружиненным штоком и поршнем, 50пространство под которым сообщено сэатрубным пространством скважины.На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство, разрез той части устройства, которая смонтирована на бурильных трубах; на фиг. 2 - схема наземной части предлагаемого устройства; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на Фиг, 4 - сечение Б-Б на фиг. 1. 60Устройство состоит из "плавающего" в горизонтальной плоскости уплотненного полого корпуса 1, присоединенного к фланцу 2 обсадной колонны труб на резьбе или фланцевом 65 соединении. Корпус 1 с одной стороны имеет отвод, к которому присоединена труба 3 с гибким шлангом,идущая к доэировочной емкости, а сдругой стороны - стопор, состоящийиэ оси 4 с петлей 5, пружины 6, поджимаемой навинченным на патрубок 7колпачком 8. Внутри корпуса 1 вставлена самоуплотняющаяся манжета 9,вгумированная в кольцо 10 с боковойканавкой под стопор, Внизу бурильных труб на некотором расстоянииот долота выполнено отверстие 11,сообщающее эатрубное пространствобурильных или насосно-компрессорныхтруб с внутритрубным. Отверстиезакрывается шариком 12 клапана, Шарик перемещается в градуированномканале 13 переходника 14, имеющегобоковые отверстия 15, Верхняя и нижняя части переходника соединенымежду собой каналом 16. Сам переходник выполнен литым по выплавляемыммоделям. Проходное сечение его ещебольше, чем проход трубы-свечи ибурильных или насосно-компфессорныхтруб. Образуемый в скважине 17 сальник 18 расположен над долотом 19.Подкладываемая под элеватор 20 муфты трубы вставка состоит из двух вилок 21 и 2.2, между которыми приварена стойка 23 с рукояткой 24,Вставка свободно проходит в отверстие ротора 25, установленногона полу 26 буровой.К корпусу 1 присоединен стояк 27, в котором перемещается поршень 28, подпружиненный пружиной 29, шток 30 которого выступает наружу. Стояк закрывается навинчивающимся на него колпачком 31, в который упирается штифт 32, ограничивающий движение штока.Наземная часть устройства состоит из доэировочной емкости 33, которая соединена с нижней частью основной емкости 34. Для лучшего перемешивания промывочной жидкости вывод 35 из емкости предусмотрен наклонным. Емкость 33 имеет цилиндрический прилив, в котором расположен поршень (не показан) для изменения объема долива в зависимости от диаметра длины и толщины свечи.Внутри дозировочной емкости установлена тяга 36, открывающая или закрывающая клапаны 37 и 38, расположенные в боковинах емкости.Система приводится в действие силовым цилиндром 39, к которому подведена пневмолиния 40. Внутри цилиндра помещена возвратная пружина 41. Пневмолиния 42 через задвижку 43 соединена с атмосферой. Используется кран 44 включения пневмомуфты ШПМбуровой лебедки 45и разрядник 46. На отводе линии от пневмомуфты установлена задвижка 47.Сливной клапан 37 соединен сливной линией 48 с трубой 3.По пневмолинии 49 от компрессор,ной установки поступает сжатый воз дух в кран 44. Между задвижкой 47 и цилиндром 39 установлены клапан-разрядник 50 и дополнительный пневмобаллон 51. Выкид разрядника 50 соединен с вспомогательным баллоном 10 52На выкидной линии 53 установлена задвижка 54 для слива жидкости в емкость 55. Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.Перед началом подъема труб из скважины в зависимости от диаметра, толщины .стенки труб бурильной свечи и ее длины устанавливают устройство на определенный объем долива, после чего задвижкой 47 включают пневмосистему, связанную с линией включения пневмомуфты лебедки. При этом в период включенной пневмомуфты силовой цилиндр через тягу закрывает клапан 38 и открывает клапан 37. Жидкость через клапан 37 поступает В скважинуПосле выключения пневмомуфты воздух из цилиндра выходит, силой пру жины 41 клапан 37 закрывается, а кла.- пан 38 открывается для очередного заполнения скважины и т,д.Дозировочная емкость сообщается с атмосферой через кран 50 двойного 35 действия, который в процессе заполнения емкости открывается в атмосферу, а при доливе жидкости в скважину сообщается с пневмолинией для обеспечения продавливания последней. 40Система обеспечивает принудительную подачу жидкости в скважину с помощью сжатого воздуха следующим образом.После выключения пневмомуфты ле бедки и соединения клапаном-разрядником 46 пневмолинии до клапана-разрядника 50 с атмосферой поршень пневмоцилиндра силой пружины 41 начинает вытеснять воздух из пневмоцилиндра.При создании в межтрубном пространстве выше долота повышенного давления от "поршневания" сила давления и не вмосистемы продавливает доливаемую жидкость в скважину в количестве, не допускающем образования "пустоты" в скважине. При этом жидкость в район под долото или поступает через затрубное пространство, разрушая при этом образовавшийся вокруг долота глинистый сальник, или проходит в клапан, а так как шарики клапана при этом поднимаются, закрывая проход вверх, то она устремляется по внутритрубному пространству вниз, разрушая глинистую пробку внутри труб и про-, 65 ьаювая сопла долота, или двигаетсяобоими путями (часть ее двигаетсяпо межтрубному, а часть - по внутритрубному пространству. В целом, кадоливаемая жидкость, так и жидкостьсодержащаяся в скважине, уже не могут перелиться через край скважины,так как межтрубное пространствозакрыто . манжетой. В случае износаманжета может быть легко заменена.Для определения нормальной работы скважины, т.е. отсутствия проявления, периодически останавливаютподъем инструмента при включенноймуфте ШПМ. Если после того, как воздух в доливной системе выйдет, черезклапан не покажется жидкость, топроявления нет. Уход же жидкости впласт отмечается неподвижностьюопущенного вниз штока 30, Остановкаштока в верхнем положении говорито проявлении скважины. Периодические перемещения штока свидетельствуют о нормальной работе скважины.Годовой зкономический эффектсклацывается из экономии, получае"мой за счет сокращения времени долива, а также работ, связанных с ликвидацией возникших осложнений в процессе бурения.1Формула изобретения1. Устройство для долива скважины жидкостью, состоящее из дозировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов, сливной линии,соединенной с устьем скважины, исистемы .пневмоуправления, о т л и"ч а ющ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности долива приподъеме бурильных или насосно-компрессорных труб, оно снабжено герметизирующим устьем скважины полымкорпусом с самоуплотняющейся манжетой, соединенным с дозировочнойемкостью и расположенным на устьескважины концентрично бурильным илинасосно-компрессорным трубам, идвумя или более обратными клапанами,установленными на бурильных или насосно-компрессорных трубах и соединяющими затрубное пространство свнутритрубным.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюопределения момента проявления скважины, оно снабжено установленнымна корпусе стояком с подпружиненнымштоком и поршнем, пространство подкоторым сообщено с затрубным пространством скважины,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 125214, кл. Е 21 В 21/08, 1959.2. Авторское свидетельство СССРР 256686, кл. Е 21 В 21/08, 196698524 В Филиал ППП "Патент",г.Ужгород, ул.Проектиа НИИПИ Зака ираж 623 П 10111/42писное